"Koofiyadaha aan la arki karin" weli lama arki karo
Midda ugu dambeysa ee taxanaha "maryo aan la arki karin" waa kan ku dhashay Jaamacadda Rochester (1), kaas oo adeegsada nidaamka indhaha ee habboon. Si kastaba ha ahaatee, dadka shakiga leh waxay ugu yeeraan nooc ka mid ah khiyaamo dhalanteed ah ama saameyn gaar ah, kaas oo nidaamka lenska xariif ah uu iftiimiyo iftiinka oo uu khiyaaneeyo aragtida goobjoogaha.
Waxaa jira xisaab aad u horumarsan oo dhan ka dambeeya - saynisyahannadu waxay u baahan yihiin inay isticmaalaan si ay u ogaadaan sida loo dejiyo labada lenses si iftiinka uu u noqdo si ay u qarin karaan shayga si toos ah iyaga. Xalkani ma shaqeeyo oo kaliya marka si toos ah loo eego muraayadaha - xagasha 15 darajo ama mid kale ayaa ku filan.
1. "Invisibility Cap" oo ka socda Jaamacadda Rochester.
Waxaa loo isticmaali karaa baabuurta si loo baabi'iyo meelaha indho la'aanta ah ee muraayadaha ama qolalka qalliinka, taas oo u oggolaanaysa dhakhaatiirta qalliinka inay arkaan gacmahooda. Tani waa mid kale oo taxane dheer oo waxyi ah oo ku saabsan farsamada aan la arki karinee ina soo galay sannadihii u dambeeyay.
2012, waxaan mar hore ka maqalnay "Cap of Invisibility" ee Jaamacadda Duke ee Maraykanka. Kaliya kii ugu wardoonka badnaa ayaa markaa akhriyay inay ku saabsan tahay la'aanta dhululubo yar oo qayb yar oo ka mid ah spectrum microwave. Sannad ka hor, saraakiisha Duke waxay ka warbixiyeen tignoolajiyada qarsoodiga ah ee sonar oo laga yaabo inay u muuqato mid rajo leh wareegyada qaarkood.
Nasiib darro, waxay ahayd la arki karin kaliya marka laga eego aragti gaar ah iyo meel cidhiidhi ah, taas oo ka dhigtay tignoolajiyada isticmaalka yar. Sannadkii 2013, injineerada aan daalin ee Duke ayaa soo jeediyay qalab daabacan 3D kaas oo sawiray shay gudaha lagu dhejiyay godad yaryar oo qaab dhismeedka ah (2). Si kastaba ha ahaatee, mar labaad, tani waxay ku dhacday mawjado xaddidan oo kaliya oo ka soo jeeda aragti gaar ah.
Sawirada lagu daabacay internetka waxay u muuqdeen shirkad Canadian Hyperstealth oo rajo leh, taasoo 2012 lagu xayeysiiyay magaca xiisaha leh ee Quantum Stealth (3). Nasiib darro, qaababka shaqada waligood lama soo bandhigin, lamana sharaxin sida ay u shaqeyso. Shirkaddu waxay sababta ku sheegtay arrimaha amniga waxayna si qarsoodi ah u sheegtay inay diyaarinayso noocyo sir ah oo badeecada ah oo loogu talagalay ciidamada.
Kormeeraha hore, kamarada danbe
Marka hore casriga ahdabool aan la arki karin» Waxaa soo bandhigay toban sano ka hor injineer Japan ah Prof. Susumu Tachi oo ka tirsan Jaamacadda Tokyo. Waxa uu adeegsaday kamarad ku dheggan nin gashan jaakad kaas oo isna ahaa kormeere. Sawirka kamarada danbe ayaa la saadaaliyay Ninka marada gashan wuxuu ahaa "mid aan la arki karin". Khiyaamo la mid ah waxa isticmaala qalabka kaamirada baabuurta Adaptiv ee ay soo bandhigtay tobankii sano ee la soo dhaafay BAE Systems (4).
Waxay soo bandhigaysaa sawirka infrared "ka gadaale" oo saaran hubka taangiga. Mashiinka noocan oo kale ah si fudud looguma arko qalabka wax lagu arko. Fikradda waji-xidhka walxaha ayaa qaabaysan sannadkii 2006-dii. John Pendry oo ka tirsan Imperial College London, David Schurig iyo David Smith oo ka tirsan Jaamacadda Duke ayaa daabacay aragtida "isbeddelka optics" ee joornaalka Sayniska waxayna soo bandhigeen sida ay uga shaqeyso kiiska microwaves (mawjadaha dhaadheer ee iftiinka muuqda).
2. Koofi aan la arki karin oo lagu daabacay saddex cabbir.
Iyada oo la kaashanayo metamaterials ku habboon, mowjadda elektromagnetic-ga ayaa la foorarsan karaa si ay uga gudubto shayga ku xeeran oo ay ugu noqoto waddadeeda hadda. Halbeegga lagu garto falcelinta guud ee dhex dhexaadku waa tusmada dib-u-celinta, taasoo go'aamisa inta jeer ee ka gaabinaysa faakuumka, iftiinku ku dhex socdo dhexdhexaadkan. Waxaan u xisaabineynaa sida xididka sheyga koronto iyo magnetic qaraabo ah.
dalool koronto oo qaraabo ah; ayaa go'aamisa inta jeer ee xoogga is dhexgalka korantada ee walaxda la siiyay ay ka yar tahay xoogga isdhexgalka ee faakuumka. Sidaa darteed, waa cabbirka sida xoogga leh ee darajooyinka korantada ee ku jira walaxda ay uga jawaabaan beerta dibadda. Maaddooyinka intooda badani waxay leeyihiin ogolaansho togan, taas oo macnaheedu yahay in goobta ay bedeshay walaxda ay weli leedahay macne la mid ah kan dibadda.
Dareemidda birlabeedka qaraabada ah m ayaa go'aamisa sida goobta birlabku isu beddesho meel bannaan oo ay ka buuxaan walxo la bixiyay, marka la barbar dhigo goobta birlabeedka ee ka jiri doonta faakuum leh isla isha goob magnetic dibadda ah. Dhammaan walxaha si dabiici ah u dhaca, faleelka magnetic qaraabo waa mid togan. Warbaahinta hufan sida galaaska ama biyaha, dhammaan saddexda qiyaasoodba waa kuwo togan.
Ka dib iftiinka, ka soo baxa vacuum ama hawo (qiyamka hawadu wax yar ayay ka duwan tahay vacuum) dhexda, ayaa loo jajabiyaa sida uu qabo sharciga dib-u-celinta iyo saamiga sinaha xagasha dhacdooyinka iyo sinaha xagasha refraction waa oo le'eg tusmada refractive ee dhexdhexaadkan. Qiimuhu wuu ka yar yahay eber; iyo m waxay ka dhigan tahay in elektaroonnada ku jira dhexdhexaadka ah ay u socdaan jihada ka soo horjeeda xoogga ay abuuraan korantada ama magnetic.
Tani waa dhab ahaan waxa ku dhaca biraha, kaas oo gaaska elektaroonigga ah ee bilaashka ah uu ku dhaco dhaqdhaqaaqiisa. Haddii inta jeer ee hirarka korantada ee elektiroonigga ah uusan ka badneyn inta jeer ee wareegyadan dabiiciga ah ee elektaroonigga ah, markaas dhaqdhaqaaqahan ayaa si wax ku ool ah u eegaya goobta korantada ee hirarka si aysan u oggolaan inay si qoto dheer u dhex gasho birta oo xitaa abuurto beer si toos ah loogu hagayo. garoonka dibadda.
Natiijo ahaan, oggolaanshaha shaygan oo kale waa diidmo. Ma awoodo in ay si qoto dheer u dhex gasho birta, shucaaca korantada ayaa ka muuqda dusha sare ee birta, birta lafteedana waxay helaysaa dhalaal sifo ah. Maxaa dhacaya haddii labada nooc ee ogolaanshaha ay yihiin kuwo xun? Su'aashan waxaa la waydiiyay 1967 kii physicist Ruush Viktor Veselago. Waxay soo baxday in tusaha dib-u-celinta ee dhexdhexaadinta noocan oo kale ah ay tahay mid taban iyo iftiinka si buuxda oo ka duwan sida soo socota sharciga caadiga ah ee dib-u-celinta.
5. Milicsiga taban ee dusha sare ee metamaterial - aragga
Dabadeed tamarta mowjadda elektromagnetic-ga hore ayaa loo wareejiyaa, laakiin maxsadda mawjadda elektromagnetic-ga waxay u socotaa jihada ka soo horjeeda qaabka dareenka iyo tamarta la wareejiyay. Qalabka noocan oo kale ah kuma jiraan dabeecadda (ma jiraan walxo leh qulqulka magnetic taban). Kaliya daabacaadda 2006 ee kor ku xusan iyo daabacado kale oo badan oo la sameeyay sanadaha soo socda, waxaa suurtagal ah in la qeexo, sidaas darteed, la dhiso qaabab macmal ah oo leh index refractive (5).
Waxa loo yaqaan metamaterials. Horgalayaasha Giriigga "meta" macnaheedu waa "ka dib", taas oo ah, kuwani waa dhismayaal laga sameeyay alaabta dabiiciga ah. Metamaterials waxay helayaan sifooyinka ay u baahan yihiin iyagoo dhisaya wareegyo korantada oo yaryar oo u ekaysiiya sifooyinka magnetic ama korontada ee walaxda. Biraha badankoodu waxay leeyihiin awood koronto oo taban, sidaas darteed waa ku filan tahay inaad ka baxdo meel loogu talagalay walxaha bixiya jawaab-celin taban.
Halkii laga heli lahaa bir isku mid ah, fiilooyinka birta ah ee dhuuban oo badan oo loo habeeyey qaabka sharoobada cubic ayaa lagu dhejiyaa saxan walxaha dahaarka ah. Beddelidda dhexroorka fiilooyinka iyo masaafada u dhaxaysa iyaga, waxaa suurtagal ah in la hagaajiyo qiyamka soo noqnoqda kaas oo qaab-dhismeedku yeelan doono koronto taban. Si aad u hesho qulqulka magnetic taban ee kiiska ugu fudud, naqshaddu waxay ka kooban tahay laba siddo oo jaban oo ka samaysan qalab wanaagsan (tusaale ahaan, dahab, qalin ama naxaas) oo ay kala soocaan lakabka walxo kale.
Nidaamka noocan oo kale ah waxaa loo yaqaan resonator resonator kala qaybsan - oo loo soo gaabiyo SRR, oo ka yimid Ingiriisi. Resonator-garab-la'aan (6). Sababo la xiriira farqiga u dhexeeya siddooyinka iyo masaafada u dhaxaysa iyaga, waxay leedahay awood gaar ah, sida capacitor, iyo tan iyo siddooyinku waxay ka samaysan yihiin walxaha korantada, waxay sidoo kale leedahay inductance gaar ah, i.e. awood uu ku dhaliyo qulqulka.
Isbeddellada ku yimaadda magnetic dibadda ee ka imanaya mowjadda elektromagnetic-ka ayaa sababa in qulqulka qulqulka ah ee siddooyinka, iyo wakhtigan waxa uu abuuraa goob birlab ah. Waxay soo baxday in naqshad ku habboon, goobta magnetic-ka ee uu abuuray nidaamku si toos ah uga soo horjeedo goobta dibadda. Tani waxay keentaa daalacashada magnet-ka taban ee shay ka kooban walxahan oo kale. Marka la dejiyo halbeegyada nidaamka metamaterial-ka, qofku wuxuu ku heli karaa jawaab-celin birlabeed taban oo si cadaalad ah u ballaaran ee soo noqnoqoshada hirarka.
meta - dhismo
Riyada naqshadeeyayaashu waa inay dhisaan nidaam ay hirarku si fiican ugu qulqulayaan shayga (7). Sannadkii 2008, saynisyahano ka tirsan Jaamacadda California, Berkeley, ayaa markii ugu horreysay taariikhda, sameeyay agab saddex-geesood ah oo leh tusmeyn taban oo ah iftiinka muuqda iyo kuwa u dhow ee infrared, oo iftiinka u leexiya jihada ka soo horjeeda jihada dabiiciga ah. Waxay abuureen metamaterial cusub iyagoo isku daray qalinka iyo fluoride magnesium.
Kadibna waxaa la gooyaa matrix ka kooban cirbado yaryar. Ifafaalaha dib-u-celinta taban ayaa lagu arkay mawjadaha dhererka 1500 nm (u dhow infrared). Horraantii 2010, Tolga Ergin oo ka tirsan Machadka Farsamada ee Karlsruhe iyo asxaabtiisa Kuliyadda Imperial ee London ayaa abuuray. aan la arki karin daah khafiif ah. Cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen agab laga heli karo suuqa.
Waxay adeegsadeen kiristaalo photonic ah oo la dulsaaray dusha sare si ay u daboolaan soo bixitaan yar oo saxan dahab ah. Markaa metamaterial-ka waxaa laga sameeyay lenses gaar ah. Muraayadaha ka soo horjeeda hump ee saxanka waxay ku yaalaan si, iyagoo leexinaya qayb ka mid ah hirarka iftiinka, waxay baabi'iyaan kala firdhinta iftiinka iftiinka. Markii ay saxanka ku eegayeen mikroskoob, iyaga oo isticmaalaya iftiin leh hirar dhererkiisu u dhow yahay iftiinka muuqda, ayay saynisyahannadu arkeen saxan fidsan.
Ka dib, cilmi-baarayaal ka socda Jaamacadda Duke iyo Imperial College London waxay awoodeen inay helaan muuqaal taban oo shucaaca microwave-ka ah. Si loo helo saamayntan, walxaha shakhsi ahaaneed ee qaab-dhismeedka metamaterial waa in ay ka yaraadaan hirarka iftiinka. Markaa waa caqabad farsamo oo u baahan in la soo saaro dhismayaal metamaterial oo aad u yar oo u dhigma dhererka hirarka iftiinka ee ay tahay inay dib u celiyaan.
Iftiinka muuqda (violet ilaa casaan) waxa uu leeyahay dhererka hirarka 380 ilaa 780 nanometer (nanometer waa hal bilyan oo mitir). Nanotechnologists oo ka socda Jaamacadda Scottish ee St. Andrews ayaa u soo gurmaday. Waxay heleen hal lakab oo metamaterial aad u cufan oo isku dhafan. Bogagga Joornaalka Cusub ee Fiisigiska waxa ay qeexayaan metaflex awood u leh in uu leexiyo hirarka dhererka ilaa 620 nanometer (iftiin-casaan orange).
Sannadkii 2012, koox cilmi-baarayaal Mareykan ah oo ka tirsan Jaamacadda Texas ee Austin ayaa la yimid khiyaamo gebi ahaanba ka duwan iyadoo la adeegsanayo microwaves. Dhululubo leh dhexroorka 18 cm ayaa lagu dahaadhay walxo balaasma ah oo diidmo ah, taas oo u oggolaanaysa in lagu dhaqo guryaha. Haddii ay si sax ah u leedahay sifooyinka indhaha ee ka soo horjeeda shayga qarsoon, waxay abuurtaa nooc ka mid ah "negative".
Markaa, labada mawjadood ayaa is-dul-saaran oo shaygu wuxuu noqdaa mid aan la arki karin. Natiijo ahaan, maaddadu waxay laaci kartaa dhowr nooc oo kala duwan oo kala duwan oo kala duwan oo mawjada ah si ay ugu qulqulaan shayga, iyaga oo ku qulqulaya dhinaca kale, taas oo laga yaabo in aan la ogaan karin kormeeraha dibadda. Fikradaha aragtida ayaa sii taraya.
Qiyaastii dhowr iyo toban bilood ka hor, Advanced Optical Materials ayaa daabacday maqaal ku saabsan cilmi-baaris suurtagal ah oo aasaasi ah oo ay sameeyeen saynisyahano ka tirsan Jaamacadda Bartamaha Florida. Yaa og haddii ay ku guuldareysteen inay ka gudbaan xannibaadaha jira "koofiyadaha aan la arki karin» Laga soo dhisay maaweelada. Sida laga soo xigtay xogta ay daabaceen, waayitaanka shayga ee iftiinka muuqda waa suurtogal.
7. Hababka aragtiyeed ee iftiinka shay aan la arki karin
Debashis Chanda iyo kooxdiisa ayaa qeexaya isticmaalka metamaterial oo leh qaab dhismeed saddex geesood ah. Waa suurtogal in la helo iyada oo loo mahadcelinayo waxa loogu yeero. daabacaadda nanotransfer (NTP), taas oo soo saarta cajalado bir-dielectric ah. Tusmada dib-u-celinta waxa lagu bedeli karaa hababka nanoeengineering. Jidka faafinta iftiinka waa in lagu xakameeyaa qaab-dhismeedka dusha saddex-geesoodka ah ee walxaha iyadoo la adeegsanayo habka resonance electromagnetic.
Saynis yahanadu aad bay uga taxadaraan gunaanadkooda, laakiin marka la eego tignoolajiyada ay ku qoran yihiin waxa aad u cad in dahaarka alaabtan oo kale ay awood u leeyihiin in ay ka leexiyaan hirarka korantada ilaa xad. Intaa waxaa dheer, habka loo helo qalabka cusub wuxuu ogolaanayaa in la soo saaro meelo badan, taas oo keentay in qaar ka mid ah ay ku riyoodaan dagaalyahannada lagu daboolay calafyadaas oo kale oo siin doona iyaga. la arki karin dhamaystiran, laga bilaabo radar ilaa iftiinka maalinta.
Aaladaha qarsoodiga ah ee isticmaalaya metamaterials ama farsamooyinka indhaha ma keenaan waayitaanka dhabta ah ee walxaha, laakiin kaliya lama arki karo qalabka wax lagu ogaado, iyo ugu dhakhsaha badan, laga yaabee, isha. Si kastaba ha ahaatee, waxaa horeyba u jiray fikrado ka sii xagjirsan. Jeng Yi Lee iyo Ray-Kuang Lee oo ka socda Jaamacadda Tsing Hua ee Qaranka Taiwan ayaa soo jeediyay fikradda aragtiyeed ee quantum "maryo aan la arki karin" oo awood u leh inay ka saaraan walxaha ma aha oo kaliya muuqaalka muuqaalka, laakiin sidoo kale laga bilaabo xaqiiqda guud ahaan.
Tani waxay u shaqayn doontaa si la mid ah waxa kor lagu soo hadal qaaday, laakiin isla'egta Schrödinger ayaa la isticmaali doonaa bedelkii Maxwell's equations. Ujeedadu waa in la fidiyo goobta ixtimaalka shayga si ay ula mid noqoto eber. Aragti ahaan, tani waxay suurtogal ka tahay mikroskoolka. Si kastaba ha ahaatee, waxay qaadan doontaa waqti dheer in la sugo fursadaha farsamada ee soo saarista daboolka noocan oo kale ah. Sida mid kasta"dabool aan la arki karin"Taas oo la odhan karo waxay runtii wax ka qarinaysay aragtidayada.
